Các khía cạnh về ăn mòn điện hóa 1.1 Các phản ứng điện hóaBản chất của sự ăn ṃn điện hóa có thể được minh họa bằng việc kẽm bị tấn công bởi Acid Chlohydric HCl.. Điều này dẫn đến một tr
NGUYÊN LÝ ĂN MÒN
Các khía cạnh về ăn mòn điện hóa
1.1 Các phản ứng điện hóa
Bản chất của sự ăn ṃn điện hóa có thể được minh họa bằng việc kẽm bị tấn công bởi Acid Chlohydric (HCl) Khi kẽm được nhúng vào Acid Chlohydric (HCl) loãng, phản ứng xảy ra mạnh mẽ, khí Hydro sinh ra và kẽm hòa tan dần, tạo thành dung dịch kẽm Clorua Phản ứng như sau:
Ion Clorua không thể không tham gia vào phản ứng, vậy nên, phương tŕnh này có thể được viết dưới dạng rút gọn:
Do đó, kẽm phản ứng với các ion hydro của dung dịch acid tạo thành ion kẽm và khí hydro Xét phương trình trên, có thể thấy trong quá trình phản ứng, kẽm bị oxy hóa thành ion kẽm và ion hydro bị khử thành hydro Do đó theo phương trình (2.2), để thuận tiện, ta có thể chia thành hai phản ứng, là quá trình kẽm bị oxy hóa và sự khử các ion hydro:
Quá trình oxy hóa (phản ứng anod) Zn → Zn 2+ + 2e (2.3)
Sự khử (phản ứng catod) 2H + + 2e → H2 (2.4)
Phản ứng oxy hóa hoặc phản ứng anode được biểu thị bằng sự gia tăng hóa trị hoặc tạo ra các electron Sự giảm điện tích hóa trị hoặc sự tiêu thụ điện tử biểu thị sự khử hoặc phản ứng cathode Các phương trình (2.3) và (2.4) là các phản ứng riêng phần - cả hai đều phải xảy ra đồng thời và với tốc độ như nhau trên bề mặt kim loại Nếu điều này không đúng thì kim loại sẽ tự động tích điện, điều này rõ ràng là không thể xảy ra phản ứng oxy hóa hoặc phản ứng anode được biểu thị bằng sự tăng hóa trị hoặc tạo ra các electron Sự giảm điện tích hóa trị hoặc sự tiêu thụ điện tử biểu thị sự khử hoặc phản ứng cathode Các phương trình (2.3) và (2.4) là các phản ứng riêng phần - cả hai đều phải xảy ra đồng thời và với tốc độ như nhau trên bề mặt kim loại Nếu điều này không đúng thì kim loại sẽ tự động tích điện, điều này rõ ràng là không thể xảy ra Điều này dẫn đến một trong những nguyên tắc cơ bản quan trọng nhất của ăn mòn: trong quá trình ăn mòn kim loại, tốc độ oxy hóa bằng tốc độ khử (về mặt sản xuất và tiêu thụ điện tử).
Khái niệm trên được minh họa trong hình 1.1 Ở đây một nguyên tử kẽm đã được chuyển hóa thành ion kẽm và hai electron Những electron này còn sót lại trong kim loại sẽ bị tiêu hao ngay lập tức trong quá trình khử các ion hydro.Hình 1.1 cho thấy hai quá trình này được phân tách rõ ràng về mặt không gian.
Việc chúng có thực sự tách biệt hay xuất hiện ở cùng một điểm trên bề mặt hay không đều không ảnh hưởng đến nguyên tắc bảo toàn điện tích nêu trên Trong một số phản ứng ăn mòn, phản ứng oxy hóa xảy ra đồng đều trên bề mặt, trong khi ở những trường hợp khác, phản ứng oxy hóa xảy ra cục bộ và xảy ra tại các khu vực cụ thể Những hiệu ứng này được mô tả chi tiết trong các chương sau.
Cho đến gần đây, lý thuyết ăn mòn thường dựa trên khái niệm vùng cực dương và cực âm cục bộ trên bề mặt kim loại Tuy nhiên, việc mô tả hiện tượng ăn mòn dựa trên nguyên lý động học điện cực hiện đại (lý thuyết thế năng hỗn hợp) mang tính tổng quát hơn vì chúng áp dụng cho bất kỳ hệ thống ăn mòn nào và không phụ thuộc vào các giả định về ăn mòn phân bố không xung đột - chúng chỉ đơn thuần thể hiện hai cách tiếp cận khác nhau Trong văn bản này, chúng tôi đã sử dụng các mô tả động học điện cực vì chúng đơn giản hơn và có tính ứng dụng tổng quát hơn. Ăn mòn kẽm trong acid chlohydric là một quá trình điện hóa Nghĩa là, bất kỳ phản ứng nào mà có thể chia thành hai (hoặc nhiều) phản ứng riêng phần của quá trình oxy hóa và khử đều được gọi là điện hóa Việc chia ăn mòn hoặc các phản ứng điện hóa khác thành các phản ứng riêng phần làm cho chúng dễ hiểu hơn Sắt và nhôm, giống như kẽm, cũng nhanh chóng bị acid chlohydric hấp thụ. Các phản ứng là:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (2.5) 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 (2.6)
Hình 1.1 phản ứng điện hóa xảy ra khi ăn mòn kẽm trong acid chlohydric không có không khí
Mặc dù thoạt nhìn chúng có vẻ khá khác nhau, nhưng việc so sánh các quá trình oxy hóa và khử riêng phần cho thấy các phản ứng (2.1), (2.5) và (2.6) khá giống nhau Tất cả đều liên quan đến việc khử ion hydro và chúng chỉ khác nhau ở phản ứng oxy hóa hoặc phản ứng anode:
Do đó, vấn đề ăn mòn acid chlohydric được đơn giản hóa vì trong mọi trường hợp, phản ứng cathode là sự thoát ra của khí hydro theo phản ứng (2.4) Điều này cũng áp dụng cho sự ăn mòn của các acid khác như acid sunfuric, photphoric, hydrofluoric và các acid hữu cơ hòa tan trong nước như formic và acetic Trong mỗi trường hợp, chỉ có ion hydro hoạt động, các ion khác như sunfat, photphat và axetat không tham gia phản ứng điện hóa.
Khi nhìn từ quan điểm của các quá trình oxy hóa và khử riêng phần, tất cả sự ăn mòn có thể được phân loại thành một số phản ứng tổng quát Phản ứng anode trong mọi phản ứng ăn mòn là quá trình oxy hóa kim loại thành ion của nó Điều này có thể được viết ở dạng tổng quát:
Một số ví dụ như:
Trong mỗi trường hợp, số electron được tạo ra bằng với số hóa trị của ion.
Có một số phản ứng cathode khác nhau thường gặp trong ăn mòn kim loại Phổ biến nhất là:
Sự tỏa khí của hydro: 2H + + 2e → H2 (2.4)
Khử oxy (dung dịch acid): O2 + 4H + 4e → 2H2O (2.11)
Khử oxy (dung dịch trung tính hoặc dung dịch thường):
O2 + 2H2O + 4e → 4 OH −¿¿ (2.12) Khử ion kim loại: M 3+ + e → M 2+ (2.13)
Sự tỏa khí hydro là một phản ứng cathode phổ biến do môi trường acid mà ta thường xuyên gặp phải Quá trình khử oxy rất phổ biến, vì bất kỳ dung dịch nước nào tiếp xúc với không khí đều có khả năng tạo ra phản ứng này Khử ion kim loại và lắng đọng kim loại là những phản ứng ít phổ biến hơn và thường thấy nhất trong các dòng quá trình hóa học Tất cả các phản ứng trên đều khá giống nhau - chúng tiêu thụ điện tử.
Các phản ứng từng phần ở trên có thể được sử dụng để giải thích hầu như tất cả các vấn đề về ăn mòn Hãy xem điều gì sẽ xảy ra khi ngâm sắt trong nước hoặc nước biển tiếp xúc với khí quyển (ví dụ như tấm chắn bùn ô tô hoặc cọc trụ thép) Ăn mòn xảy ra Phản ứng anod là:
Vì môi trường tiếp xúc với khí quyển nên nó chứa oxy hòa tan Nước và nước biển gần như trung tính nên phản ứng cathode là:
Hãy nhớ rằng các ion natri và clorua không tham gia phản ứng, phản ứng tổng thể có thể thu được bằng cách thêm (2.7) và (2.12):
Sắt hydroxit kết tủa từ dung dịch Tuy nhiên, hợp chất này không ổn định trong dung dịch có oxy và bị oxy hóa thành muối sắt:
2Fe(OH)2 + 2H2O + 1 2 O2 → 2Fe(OH)3 (2.16) Sản phẩm cuối cùng là vết rỉ sét mà chúng ta thường thấy.
Ví dụ điển hình về phản ứng thế, sự tương tác của kẽm với dung dịch đồng sunfat, minh họa sự lắng đọng kim loại:
Zn + Cu 2+ → Zn 2+ + Cu (2.17) Hoặc, được xem như phản ứng riêng phần:
Ban đầu, kẽm được mạ đồng và cuối cùng sản phẩm là đồng xốp và dung dịch kẽm sunfat.
Trong quá trình ăn mòn, có thể xảy ra nhiều phản ứng oxy hóa và một phản ứng khử Khi một hợp kim bị ăn mòn, các kim loại thành phần của nó sẽ đi vào dung dịch dưới dạng các ion tương ứng Quan trọng là, có nhiều hơn một phản ứng khử có thể xảy ra trong quá trình ăn mòn Xét sự ăn mòn kẽm trong acid clohiđric có ga Hai phản ứng cathode có thể xảy ra là tạo ra hydro và khử oxy.Điều này được minh họa bằng sơ đồ trong Hình 1.2 trên bề mặt kẽm có hai phản ứng tiêu thụ electron.
Hình 1.2 Phản ứng điện hóa xảy ra khi ăn mòn kẽm trong acid clohydric sục khí.
Vì tốc độ oxy hóa và khử phải bằng nhau nên việc tăng tổng tốc độ khử sẽ làm tăng tốc độ dung dịch kẽm Do đó, dung dịch acid chứa oxy hòa tan sẽ có tính ăn mòn mạnh hơn acid không có không khí Giảm oxy chỉ đơn giản là cung cấp một phương tiện mới để "xử lý điện tử" Hiệu ứng tương tự cũng được quan sát thấy nếu có bất kỳ chất oxy hóa nào có trong dung dịch acid Tạp chất thường gặp trong acid clohydric thương mại là ion sắt, hiện diện dưới dạng clorua sắt. Kim loại bị ăn mòn nhanh hơn nhiều trong acid không tinh khiết như vậy vì có hai phản ứng cathode, tiến hóa hydro và khử ion sắt:
Vì các phản ứng anode và cathode xảy ra trong quá trình ăn mòn phụ thuộc lẫn nhau nên có thể giảm sự ăn mòn bằng cách giảm tốc độ của một trong hai phản ứng Trong trường hợp acid clohydric không tinh khiết ở trên, nó có thể ít bị ăn mòn hơn bằng cách loại bỏ các ion sắt và do đó làm giảm tổng tốc độ khử cathode Việc khử oxy được loại bỏ bằng cách ngăn không khí tiếp xúc với dung dịch nước hoặc bằng cách loại bỏ không khí đã hòa tan Sắt sẽ không bị ăn mòn trong nước không có không khí hoặc nước biển vì không thể xảy ra phản ứng cathode.
Nếu bề mặt kim loại được phủ một lớp sơn hoặc màng không dẫn điện khác thì tốc độ của cả phản ứng anode và cathode sẽ giảm đi đáng kể và sự ăn mòn sẽ bị chậm lại Chất ức chế ăn mòn là chất mà khi thêm một lượng nhỏ vào chất ăn mòn sẽ làm giảm khả năng ăn mòn của nó Các chất ức chế ăn mòn hoạt động bằng cách can thiệp vào các phản ứng anode hoặc cathode hoặc cả hai Nhiều chất ức chế này là hợp chất hữu cơ; chúng hoạt động bằng cách tạo thành một lớp màng không thấm nước trên bề mặt kim loại hoặc bằng cách can thiệp vào các phản ứng anode hoặc cathode Các amin có trọng lượng phân tử cao làm chậm phản ứng tạo hydro và sau đó làm giảm tốc độ ăn mòn Rõ ràng là độ dẫn điện tốt phải được duy trì ở cả kim loại và chất điện phân trong quá trình phản ứng ăn mòn Tất nhiên, việc tăng điện trở của kim loại là không thực tế, vì vị trí của các phản ứng anode và cathode không được biết và cũng không thể dự đoán được Tuy nhiên, có thể tăng điện trở của chất điện phân hoặc chất ăn mòn và làm giảm sự ăn mòn Nước rất tinh khiết ít bị ăn mòn hơn nhiều so với nước không tinh khiết hoặc nước tự nhiên Độ ăn mòn thấp của nước có độ tinh khiết cao chủ yếu là do nó có điện trở cao Những phương pháp tăng khả năng chống ăn mòn này được mô tả chi tiết hơn trong các chương sau.
CÁC DẠNG ĂN MÒN
Đồng loạt tấn công
Tấn công đồng loạt là hình thức ăn mòn phổ biến nhất Nó thường được đặc trưng bởi một phản ứng hóa học hoặc điện hóa diễn ra đồng đều trên toàn bộ bề mặt tiếp xúc hoặc trên một khu vực rộng lớn Kim loại trở nên mỏng hơn và cuối cùng bị hỏng Ví dụ, một miếng thép hoặc kẽm được ngâm trong acid sunfuric loãng thường sẽ hòa tan với tốc độ đồng đều trên toàn bộ bề mặt của nó Về cơ bản, mái tôn sẽ có cùng mức độ rỉ sét trên toàn bộ bề mặt bên ngoài của nó Hình 2.1 cho thấy một thùng thép trong một nhà máy luyện vàng bị bỏ hoang Phần hình tròn gần tâm bức ảnh dày hơn phần còn lại của bể Phần này hiện được hỗ trợ bởi một "màn ren" bằng kim loại ở đáy bể.
Sự tấn công đồng nhất, hay sự ăn mòn tổng thể nói chung, thể hiện sự phá hủy kim loại lớn nhất tính theo trọng tải Tuy nhiên, dạng ăn mòn này không phải là vấn đề quá đáng lo ngại xét về mặt kỹ thuật vì tuổi thọ của thiết bị có thể được ước tính chính xác trên cơ sở các thử nghiệm tương đối đơn giản Chỉ cần ngâm mẫu trong chất lỏng liên quan thường là đủ Sự tấn công đồng đều có thể được ngăn chặn hoặc giảm thiểu bằng (1) vật liệu thích hợp, bao gồm cả lớp phủ, (2) chất ức chế hoặc (3) bảo vệ ca-tốt Những phương pháp này, có thể được sử dụng đơn lẻ hoặc kết hợp, sẽ được mô tả kỹ hơn ở Chương 6.
Hầu hết các dạng ăn mòn khác đều có bản chất ngấm ngầm và khó dự đoán hơn nhiều Chúng cũng có tính chất cục bộ, sự tấn công được giới hạn ở các khu vực hoặc bộ phận cụ thể của cấu trúc Do đó, chúng có xu hướng gây ra những hỏng hóc không mong muốn hoặc sớm cho nhà máy, máy móc hoặc công cụ.
Hình 2.1 Bể thép bỏ hoang bị rỉ sét
Hình 2.2 Mặt cắt của pin khô
Ăn mòn Galvanic và sự ăn mòn giữa hai kim loại
Sự chênh lệch điện thế thường tồn tại giữa hai kim loại khác nhau khi chúng được ngâm trong dung dịch ăn mòn hoặc dẫn điện Nếu các kim loại này được đặt tiếp xúc (hoặc được kết nối bằng điện), thì sự chênh lệch điện thế này sẽ tạo ra dòng điện tử giữa chúng Sự ăn mòn của kim loại có khả năng chống ăn mòn kém hơn thường tăng lên và sự tấn công của vật liệu có khả năng chống ăn mòn cao hơn sẽ giảm đi so với hoạt động của các kim loại này khi chúng không tiếp xúc Kim loại có điện trở suất kém hơn trở thành anode và kim loại có điện trở suất cao hơn là cathode Thông thường, kim loại cực âm hoặc cực âm bị ăn mòn rất ít hoặc hoàn toàn không có trong loại cặp đôi này Do có dòng điện và các kim loại khác nhau có liên quan, dạng ăn mòn này được gọi là ăn mòn điện, hoặc ăn mòn hai kim loại Đó là sự ăn mòn điện hóa, nhưng chúng tôi sẽ hạn chế thuật ngữ mạ điện đối với các hiệu ứng kim loại khác nhau nhằm mục đích làm rõ. Động lực của dòng điện và sự ăn mòn là thế năng phát triển giữa hai kim loại.Cái gọi là pin khô được mô tả trong Hình 2-2 là một ví dụ điển hình cho điểm này Điện cực carbon hoạt động như một kim loại quý hoặc kim loại chống ăn mòn, cực âm và zine là cực dương bị ăn mòn Chất dán ẩm giữa các điện cực là môi trường dẫn điện (và ăn mòn) mang dòng điện Magiê cũng có thể được sử dụng làm vật liệu anode hoặc vỏ ngoài.
EMF VÀ GALVANIC
Tóm lại, điện thế giữa các kim loại tiếp xúc với dung dịch chứa xấp xỉ một gam trọng lượng nguyên tử của các ion tương ứng của chúng (đơn vị hoạt độ) được đo chính xác ở nhiệt độ không đổi Bảng 3-1 trình bày một bảng biểu như vậy, thường được gọi là suất điện động hoặc chuỗi emf Để đơn giản, tất cả các điện thế được quy chiếu theo điện cực hydro (H/H) được xác định tùy ý bằng 0 Thế năng giữa các kim loại được xác định bằng cách lấy chênh lệch tuyệt đối giữa thế năng tiêu chuẩn của chúng Ví dụ, có một điện thế 0,462 volt giữa các điện cực đồng và bạc thuận nghịch và 1,1 volt giữa đồng và kẽm Không thể thiết lập thế thuận nghịch đối với các hợp kim chứa hai hoặc nhiều thành phần phản ứng, do đó chỉ có kim loại nguyên chất được liệt kê trong Bảng 2.1.
Bảng 2.1 Loạt kim loại emf tiêu chuẩn
Nguồn: A J de Bethune and N A S Loud, "Standard Aqueous Electrode Potentials and Tem- perature Coefficients at 25°C," Clifford A Hampel, Skokie,
II, 1964 See also Table 9-1 These potentials are listed in accordance with the Stockholm Convention See J O'M Bockris and A K N Reddy, Modern Electro- chemistry, Plenum Press, New York, 1970.
Trong các vấn đề ăn mòn thực tế, sự liên kết điện giữa các kim loại ở trạng thái cân bằng với các ion của chúng hiếm khi xảy ra Như đã lưu ý ở trên, hầu hết các hiệu ứng ăn mòn điện là do kết nối điện của hai kim loại bị ăn mòn Ngoài ra, vì hầu hết các vật liệu kỹ thuật là hợp kim nên các cặp điện thường bao gồm một (hoặc hai) hợp kim kim loại Trong những điều kiện này, chuỗi điện được liệt kê trong Bảng 3-2 mang lại dự đoán chính xác hơn về mối quan hệ điện so với chuỗi emf Bảng 3-2 dựa trên các phép đo điện thế và thử nghiệm ăn mòn điện trong nước biển không bị ô nhiễm do Công ty Niken Quốc tế tại Đảo Harbor, N.C thực hiện Do có sự khác nhau giữa các thử nghiệm, vị trí tương đối của kim loại, thay vì tiềm năng của chúng, được chỉ ra Lý tưởng nhất là cần có loạt thử nghiệm tương tự dành cho kim loại và hợp kim trong mọi môi trường ở các nhiệt độ khác nhau, nhưng điều này đòi hỏi số lượng thử nghiệm gần như vô hạn.
Nhìn chung, vị trí của kim loại và hợp kim trong dãy điện rất phù hợp với các thành phần cấu thành của chúng trong dãy emf Sự thụ động ảnh hưởng đến hành vi ăn mòn điện Lưu ý trong Bảng 3-2, vị trí cao quý hơn của thép không gỉ ở trạng thái thụ động so với vị trí thấp hơn của các vật liệu này khi ở trạng thái hoạt động Hành vi tương tự được thể hiện bởi Inconel, có thể được coi là niken không gỉ.
Một đặc điểm thú vị khác của dãy galvanic là các dấu ngoặc trong Bảng 2.2 Các hợp kim được nhóm trong các ngoặc này có phần giống nhau về thành phần cơ bản - ví dụ: đồng và hợp kim đồng Giá đỡ chỉ ra rằng trong hầu hết các ứng dụng thực tế, có rất ít nguy cơ ăn mòn điện nếu các kim loại trong giá đỡ nhất định được ghép nối hoặc tiếp xúc với nhau Điều này là do các vật liệu này nằm gần nhau trong chuỗi và tiềm năng mà các cặp đôi này tạo ra là không lớn. Chuỗi càng xa nhau thì tiềm năng tạo ra càng lớn.
Trong trường hợp không có các thử nghiệm thực tế trong một môi trường nhất định, chuỗi điện hóa cho chúng ta dấu hiệu rõ ràng về các hiệu ứng điện hóa có thể xảy ra Hãy xem xét một số lỗi thực tế dựa trên dữ liệu được trình bày trongBảng 3-2 Một chiếc du thuyền có thân tàu Monel và đinh tán bằng thép trở nên không đủ khả năng đi biển do đinh tán bị ăn mòn nhanh chóng Sự tấn công nghiêm trọng đã xảy ra trên ống nhôm nối với các khúc cua bằng đồng thau.Bồn nước nóng gia đình làm bằng thép bị hỏng khi nối ống đồng vào bồn Trục bơm và thân van làm bằng thép hoặc các vật liệu chống ăn mòn khác bị hỏng do tiếp xúc với lớp đệm bằng than chì. Ăn mòn điện đôi khi xảy ra ở những nơi không ngờ tới Ví dụ, sự ăn mòn được ghi nhận ở các cạnh đầu của nắp đầu vào trên động cơ phản lực Vụ tấn công này xảy ra do vải được sử dụng trên phích cắm ống dẫn khí vào động cơ Đây là loại vải canvas được xử lý bằng muối đồng để chống nấm mốc Xử lý vải là phương pháp phổ biến để ngăn ngừa nấm mốc, chống cháy và vì các lý do khác. Muối đồng lắng đọng đồng trên thép hợp kim, dẫn đến sự tấn công điện của thép Vấn đề này đã được giải quyết bằng cách sử dụng nylon phủ vinyl không chứa kim loại.
Những ví dụ này nhấn mạnh thực tế là các kỹ sư thiết kế cần đặc biệt nhận thức được khả năng ăn mòn điện vì họ chỉ định cụ thể các vật liệu được sử dụng trong thiết bị Đôi khi sẽ tiết kiệm hơn khi sử dụng các vật liệu khác nhau khi tiếp xúc - ví dụ như máy nước nóng có ống đồng và tấm ống gang hoặc thép. Nếu ăn mòn điện xảy ra, nó sẽ tăng tốc độ tấn công lên tấm ống nặng (thay vì các ống đồng mỏng) và đạt được tuổi thọ cao nhờ độ dày của tấm ống Theo đó, những tấm ống đồng đắt tiền là không cần thiết Đối với các điều kiện ăn mòn nghiêm trọng hơn, chẳng hạn như dung dịch acid loãng, cần có các tấm ống đồng. Điện thế được tạo ra bởi một pin điện bao gồm các kim loại khác nhau có thể thay đổi theo thời gian Điện thế được tạo ra gây ra dòng điện và sự ăn mòn xảy ra ở điện cực anode Khi quá trình ăn mòn tiến triển, các sản phẩm phản ứng hoặc sản phẩm ăn mòn có thể tích tụ ở cực dương hoặc cực âm hoặc cả hai Điều này làm giảm tốc độ ăn mòn.
Trong ăn mòn điện, sự phân cực của phản ứng khử (phân cực cathode I) thường chiếm ưu thế Vì mức độ phân cực cathode và hiệu quả của nó thay đổi tùy theo các kim loại và hợp kim khác nhau nên cần phải biết điều gì đó về đặc tính phân cực của chúng trước khi dự đoán mức độ hoặc mức độ ăn mòn điện đối với một cặp nhất định Ví dụ, titan rất quý (có khả năng kháng tuyệt vời) trong nước biển, tuy nhiên sự ăn mòn điện trên các kim loại kém bền hơn khi kết hợp với titan thường không được tăng tốc nhiều hoặc ít hơn nhiều so với dự đoán Lý do là titan phân cực cathode dễ dàng trong nước biển.
Tóm lại, dãy điện là sự thể hiện chính xác hơn các đặc tính ăn mòn điện thực tế so với dãy EMF Tuy nhiên, có những trường hợp ngoại lệ đối với dãy mạ điện,như sẽ được thảo luận sau, vì vậy các thử nghiệm ăn mòn nên được thực hiện bất cứ khi nào có thể.
Hiệu ứng của môi trường
Bản chất và tính khắc nghiệt của môi trường quyết định phần lớn mức độ ăn mòn của hai kim loại Thông thường, kim loại có điện trở suất thấp hơn đối với môi trường nhất định sẽ trở thành thành phần anode của cặp đôi Đôi khi điện thế đảo ngược đối với một cặp vợ chồng nhất định trong các môi trường khác nhau Bảng 2.3 cho thấy đặc tính ít nhiều điển hình của thép và kẽm trong môi trường nước Thông thường cả thép và kẽm đều tự ăn mòn, nhưng khi chúng được ghép với nhau thì kẽm bị ăn mòn và thép được bảo vệ Trong trường hợp đặc biệt, chẳng hạn như một số nước sinh hoạt có nhiệt độ trên 180°F, cặp đôi này đảo ngược và thép trở thành anode.
Rõ ràng các sản phẩm ăn mòn trên kẽm, trong trường hợp này, làm cho nó hoạt động như một bề mặt quý giá đối với thép Haney chứng minh rằng kẽm trở nên kém hoạt động hơn và thế năng có thể đảo ngược khi có mặt các ion ức chế như nitrat, bicarbonat và/hoặc cacbonat trong nước Tantalum là một kim loại có khả năng chống ăn mòn rất cao Nó có tính anode với bạch kim và cacbon, nhưng pin chỉ hoạt động ở nhiệt độ cao.
Bảng 2.3 S ự thay đổi trọng lượng của thép và kẽm ghép và không ghép
Ví dụ, trong cặp tantalum-bạch kim, dòng điện không bắt đầu chạy cho đến khi đạt tới 110°C và 100 mA/ft chảy ở 265°C Tantalum là chất catôt để làm sạch sắt có hàm lượng silicon cao trong acid sulfuric mạnh, nhưng dòng điện giảm nhanh về 0 Trên 145°C, cực tính của pin bị đảo ngược Tantalum không nên được sử dụng khi tiếp xúc với kim loại anode vì nó hấp thụ hydro cathode và trở nên giòn. Ăn mòn điện cũng xảy ra trong khí quyển Mức độ nghiêm trọng phụ thuộc phần lớn vào loại và lượng hơi ẩm hiện tại Ví dụ, sự ăn mòn ở gần bờ biển lớn hơn ở vùng nông thôn khô ráo Nước ngưng tụ gần bờ biển chứa muối và do đó có tính dẫn điện cao hơn (và ăn mòn) và chất điện phân tốt hơn nước ngưng tụ ở vị trí nội địa, ngay cả trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm như nhau Các thử nghiệm tiếp xúc với khí quyển ở các vùng khác nhau của đất nước đã cho thấy kẽm có tính chất anode đối với thép trong mọi trường hợp, nhôm có nhiều loại khác nhau, còn thiếc và niken luôn ở trạng thái cathode Ăn mòn điện không xảy ra khi kim loại khô hoàn toàn vì không có chất điện phân để dẫn dòng điện giữa hai vùng điện cực.
Hiệu ứng do khoảng cách
Sự ăn mòn tăng tốc do hiệu ứng điện thường lớn nhất ở gần điểm nối, với mức độ tấn công giảm dần khi khoảng cách ngày càng tăng từ điểm đó Khoảng cách bị ảnh hưởng phụ thuộc vào độ dẫn điện của dung dịch Điều này trở nên rõ ràng khi xem xét đường đi của dòng điện và điện trở của mạch Ở nước có điện trở suất cao hoặc khá tinh khiết, đòn tấn công có thể là một rãnh sắc nét Sự ăn mòn hai kim loại có thể dễ dàng được nhận biết bởi sự tấn công cục bộ gần điểm nối.
Hiệu ứng vùng
Một yếu tố quan trọng khác trong ăn mòn điện là hiệu ứng diện tích hoặc tỷ lệ giữa vùng cathode và vùng anode Tỷ lệ diện tích không thuận lợi bao gồm cực âm lớn và cực dương nhỏ Đối với một dòng điện nhất định trong pin, mật độ dòng điện ở điện cực nhỏ sẽ lớn hơn so với điện cực lớn hơn Mật độ dòng điện ở vùng anode càng lớn thì tốc độ ăn mòn càng lớn Sự ăn mòn vùng anode có thể lớn hơn 100 hoặc 1000 lần so với khi vùng anode và cathode có kích thước bằng nhau Hình 2-3 cho thấy hai ví dụ điển hình về hiệu ứng diện tích Các mẫu vật là những tấm đồng và thép được tán đinh, cả hai đều được phơi dưới biển trong 15 tháng cùng một lúc Bên trái là các tấm thép có đinh tán bằng đồng: bên phải là các tấm đồng có đinh tán bằng thép Đồng là vật liệu cao quý hơn hoặc có khả năng chống chịu nước biển cao hơn Các tấm thép ở mẫu bên trái bị ăn mòn phần nào nhưng vẫn tồn tại mối nối chắc chắn Mẫu bên phải có tỷ lệ diện tích không thuận lợi, đinh tán thép bị ăn mòn hoàn toàn Tốc độ hoặc cường độ tấn công rõ ràng là lớn hơn nhiều trên mẫu vật (đinh tán thép) được ghép với vùng cathode bằng đồng lớn.
Hình 2.3 Hiệu ứng diện tích trên cặp thép-đồng (Công ty Niken Quốc tế)
Vi phạm nguyên tắc đơn giản trên thường dẫn đến những thất bại tốn kém Ví dụ, một nhà máy đã lắp đặt hàng trăm bể chứa lớn trong một chương trình mở rộng quy mô lớn Hầu hết các xe tăng cũ đều được làm bằng thép thông thường và được phủ hoàn toàn bên trong bằng sơn phenolic nung Các giải pháp được xử lý chỉ ăn mòn nhẹ đối với thép, nhưng sự nhiễm bẩn của sản phẩm là vấn đề cần cân nhắc chính Lớp phủ trên sàn cũng bị hư hỏng do lạm dụng cơ học và cần phải bảo trì Để khắc phục tình trạng này, đáy của các bể mới được làm bằng thép nhẹ phủ thép không gỉ 18-8 Mặt trên và mặt bên được làm bằng thép, các mặt được hàn vào đáy phủ không gỉ như minh họa trong Hình 2-4 Thép được phủ một lớp sơn phenolic tương tự, với lớp phủ chỉ bao phủ một phần nhỏ thép không gỉ bên dưới mối hàn.
Hình 2.4 Chi tiết kết cấu thép hàn và bể mạ không gỉ.
Một vài tháng sau khi khởi động nhà máy mới, các bể chứa bắt đầu hỏng hóc do các bức tường bên bị thủng Hầu hết các lỗ đều nằm trong phạm vi 2 inch dải phía trên mối hàn như trong Hình 2-4 Một số bể chứa hoàn toàn bằng thép về cơ bản có tuổi thọ không gặp sự cố trong khoảng thời gian từ 10 đến 20 năm đối với vấn đề ăn mòn thành bên.
Lời giải thích cho sự thất bại trên như sau Nhìn chung, tất cả các lớp sơn đều có tính thấm và có thể có một số khuyết tật Ví dụ, lớp phủ phenolic nung này sẽ không hoạt động trong dịch vụ nước cất hai lần Sự cố của xe tăng mới là do hiệu ứng khu vực không thuận lợi Một cực dương nhỏ được phát triển trên các tấm bên bằng thép nhẹ Khu vực này tiếp xúc điện tốt với bề mặt đáy bằng thép không gỉ lớn Tỷ lệ diện tích của cực âm và cực dương gần như lớn vô cùng, gây ra tốc độ ăn mòn rất cao vào khoảng 1000 mpy.
Một điều thú vị là nhà máy tuyên bố rằng các thùng chứa bị hỏng do lớp phủ kém gần các mối hàn Họ yêu cầu người thi công sơn lại, việc này sẽ tốn kém hơn so với sơn ban đầu vì cần phải phun cát để loại bỏ lớp phủ phenolic bám dính thay vì phun cát trên bề mặt rỉ sét Nhưng thất bại vẫn sẽ xảy ra với tốc độ nhanh chóng.
Nhà máy đã "chứng minh" rằng ăn mòn điện không phải là yếu tố quan trọng bằng cách tiến hành thử nghiệm ăn mòn trên các mẫu có diện tích bằng nhau trong dung dịch sôi Các dung dịch được đun sôi để đẩy nhanh quá trình thử nghiệm, nhưng việc đun sôi sẽ loại bỏ các khí hòa tan và thực sự làm giảm tính hung hăng của môi trường Vấn đề này đã được giải quyết bằng cách phủ lên đáy bể bằng thép không gỉ, giúp giảm diện tích tiếp xúc với cực âm. Ở một nhà máy khác sử dụng các giải pháp tương tự, lớp phủ bị hư hỏng nhanh hơn do cửa cống bằng đồng không được tráng phủ Cửa đồng đã được thay thế cho cửa thép đúc vì thời gian giao hàng trước đây tốt hơn! Tại nhà máy này, các thử nghiệm so sánh đã được thực hiện trên hai bể lớn cạnh nhau trong hoạt động thực tế, với biến số duy nhất được biết bao gồm cửa bằng đồng - một được phủ và một không được phủ Cuộc thử nghiệm này cho thấy rõ sự gia tăng thất bại vì tấm huy chương đồng.
Những ví dụ này chứng minh một tiên đề liên quan đến lớp phủ Nếu một trong hai kim loại khác nhau tiếp xúc cần được phủ thì kim loại quý hơn hoặc có khả năng chống ăn mòn cao hơn sẽ được phủ Điều này nghe có vẻ giống như vẽ hoa huệ cho những người chưa quen, nhưng thông tin trên sẽ làm rõ điểm này.
ĂN MÒN ĐIỆN HÓA
Dự đoán ăn mòn điện
Điện thế của pin, là tổng đại số của các điện thế trên một điện cực, là động lực cho phản ứng ăn mòn Thế điện cực đơn tiêu chuẩn của kim loại đã được trình bày trong dãy EMF Trong một khớp nối điện, kim loại có khả năng oxi hóa khử cao hơn (nghĩa là dương hơn) như catôt Nên tránh ghép các kim loại cách xa nhau trong chuỗi vì điều này sẽ tạo ra lực truyền động lớn Tuy nhiên, độ lớn của chênh lệch điện thế không phải lúc nào cũng đưa ra dự đoán chính xác về độ lớn của sự gia tăng tốc độ ăn mòn Ví dụ, kẽm kết hợp với bạch kim sẽ bị ăn mòn với tốc độ cao hơn trong môi trường acid so với khi nó kết hợp với vàng, mặc dù vị trí của vàng cao hơn trong dãy emf (Lời giải thích cho hiện tượng như vậy nằm ở các yếu tố động học Mật độ dòng trao đổi đối với phản ứng sinh hydro trên bạch kim lớn hơn trên vàng và do đó iO thu được cao hơn) Tình huống này được mô tả bằng biểu diễn đồ họa trong Hình 2.5
Tầm quan trọng của hiệu ứng diện tích trong ăn mòn điện cũng cần được hiểu rõ Vì cùng một dòng điện ăn mòn chạy qua vùng anode và cathode trong cặp nên mật độ dòng điện có giá trị cao hơn trên diện tích nhỏ hơn Mật độ dòng điện anode cao hơn về cơ bản có nghĩa là tốc độ hòa tan cao hơn và do đó, sự kết hợp cực dương nhỏ với cực âm lớn nên tránh bằng mọi cách Việc bỏ qua quy tắc đơn giản này đã dẫn đến nhiều hậu quả nguy hiểm trong thực tế Từ quan điểm thế năng hỗn hợp, hiệu ứng diện tích có thể được mô tả bằng cách vẽ đồ thị log (dòng điện tổng) so với điện thế như trong Hình 2.6 Một miếng kẽm có kích thước 1 cm 2 bị ăn mòn trong dung dịch acid với tốc độ i, bị ăn mòn với tốc độ in cao hơn khi ghép với một miếng bạch kim có kích thước 1 cm 2 Trong những trường hợp này, mật độ dòng điện và mật độ dòng điện bằng nhau vì các điện cực có diện tích đơn vị đã được sử dụng Khi một miếng bạch kim 10 cm2 được ghép với một miếng kẽm 1 cm 2 , cực âm duy trì tốc độ khử ion hydro gấp
10 lần so với trường hợp trước Nói cách khác, dòng trao đổi trên cực âm lớn hơn này sẽ gấp 10 lần dòng trao đổi trên mảnh 1 cm² Giao điểm của đường cong phân cực cathode với đường cong phân cực anode trong trường hợp này tạo ra dòng điện ăn mòn ic, là ico đối với mảnh anode 1 cm² ic=ic còn ico =icorr
Hình 2.5 Trạng thái ăn mòn của các cặp mạ kẽm-vàng và kẽm-bạch kim.
Hình 2.6 Ảnh hưởng của tỷ lệ diện tích cực âm-cực dương đến sự ăn mòn điện của cặp kẽm-bạch kim.
Trong cuộc thảo luận ở trên, tác động của việc ghép một kim loại bị ăn mòn với một kim loại trơ đã được thảo luận Khi cả hai kim loại đều bị ăn mòn ở một điều kiện cụ thể chất điện phân, ảnh hưởng của sự ghép đôi đến hành vi ăn mòn của chúng được mô tả trong hình 3.3 Kim loại M cao quý hơn kim loại N M ăn mòn đơn lẻ trong môi trường ăn mòn thể hiện tốc độ ăn mòn tương ứng với icorr(M) ,trong khi tốc độ ăn mòn của kim loại N là icorr(N)
Hình 2.7 Trạng thái ăn mòn của hai kim loại bị ăn mòn trong cặp điện.
Khi M và N được ghép với nhau, cặp E chuyển sang hướng cao hơn về khả năng ăn mòn của kim loại N và khả năng ăn mòn tỷ lệ tăng lên icorr(M-N) Sự liên kết điện có thể không phải lúc nào cũng làm tăng tốc độ ăn mòn của anode, Khi M và N được ghép với nhau, cặp E chuyển sang hướng cao hơn so với khả năng ăn mòn của kim loại N và tốc độ ăn mòn tăng lên icorr(M-N).
Việc ghép điện có thể không phải lúc nào cũng làm tăng tốc độ ăn mòn của bộ phận anode Việc kết hợp titan hoặc crom với bạch kim hoặc palladium làm giảm đáng kể tốc độ ăn mòn của các kim loại hoạt động thông qua quá trình chuyển đổi chủ động-thụ động Hành vi phân cực của kim loại cũng ảnh hưởng đến ăn mòn điện Ví dụ, titan cho thấy khả năng chống chịu tuyệt vời trong nước biển, tuy nhiên sự ăn mòn điện của kim loại kém bền hơn kết hợp với titan không tăng đáng kể vì titan dễ dàng phân cực cathode trong nước biển.
Cuộc tấn công có chọn lọc đôi khi cho thấy sự phụ thuộc rõ rệt vào môi trường Trong hỗn hợp sợi tantalum ma trận đồng, ma trận đồng được cho là bị tấn công có chọn lọc sau khi tiếp xúc ngắn với acid nitric 70%, trong khi ở acid clohydric 45%, dây tóc tantalum đã bị tấn công Sự thụ động của tantalum trong acid nitric và sự thiếu nó trong acid clohydric giải thích sự khác biệt về hành vi.
Dòng điện
Hạn chế của chuỗi emf trong việc dự đoán ăn mòn điện do các yếu tố động học liên quan đã được thảo luận ở phần trước Ngoài ra còn có những hạn chế khác Chuỗi emf liệt kê điện thế nửa tế bào của kim loại được đo trong điều kiện tiêu chuẩn của chất điện phân, tức là các dung dịch chứa hoạt độ đơn vị của các ion của kim loại tương ứng và ở nhiệt độ không đổi Trong thực tế, sự liên kết điện hiếm khi xảy ra giữa các kim loại ở trạng thái cân bằng với ion của chúng Do đó, động lực thực tế của sự ăn mòn điện hóa khá khác so với hiệu điện thế được tính toán từ dữ liệu chuỗi emf Hơn nữa, dãy emf chỉ liệt kê các kim loại nguyên chất vì không thể thiết lập thế thuận nghịch đối với các hợp kim có chứa hai hoặc nhiều thành phần phản ứng Trong thực tế, hợp kim được sử dụng rộng rãi và việc dự đoán ăn mòn điện từ dãy emf trở nên khó khăn trong các cặp liên quan đến hợp kim hoặc khi cả hai thành phần đều là hợp kim.
Tính thụ động là một yếu tố khác ảnh hưởng đến hành vi điện của một cặp vợ chồng như đã giải thích ở các phần trước Ở trạng thái thụ động, kim loại hoạt động giống như kim loại quý hơn Chuỗi emf không cung cấp trạng thái thụ động của kim loại Chuỗi điện đã được xây dựng để khắc phục những khó khăn này.
Chuỗi mạ điện là sự sắp xếp các kim loại và hợp kim theo khả năng ăn mòn đo được thực tế của chúng trong một môi trường nhất định Vì dãy số này nhằm mục đích thu thập thông tin định tính về xu hướng ăn mòn điện nên điện thế đo được không phải lúc nào cũng được chỉ ra Bảng 2.4 minh họa dãy điện hóa của kim loại và hợp kim thương mại trong nước biển.
Bảng 2.4 Chuỗi mạ điện của kim loại và hợp kim trong nước biển
Vị trí của bạch kim và vàng đã được hoán đổi cho nhau theo vị trí của chúng trong chuỗi emf Để giảm thiểu sự ăn mòn điện, nguyên tắc chung là tránh ghép các kim loại và hợp kim ở xa nhau trong dãy Chuỗi điện hóa trong nước biển cũng được sử dụng rộng rãi để dự đoán hành vi điện hóa trong các môi trường khác Tuy nhiên, điều này nên được thực hiện một cách thận trọng Những thay đổi trong thành phần chất điện phân và nhiệt độ có thể làm thay đổi đáng kể thế điện cực (xem phương trình Nernst) và do đó gây ra sự thay đổi vị trí trong dãy điện Thiếc đã được chứng minh là cao quý hơn sắt trong Bảng 2.4 Tuy nhiên, trong “lon thiếc”, một số thành phần thực phẩm nhất định kết hợp hóa học với ion Sn2 để tạo thành phức hợp thiếc hòa tan Điều này làm giảm hoạt động của các ion Sn2, dịch chuyển thế năng của thiếc sang hướng hoạt động mạnh hơn để sắt có thể trở thành cathode Lý tưởng nhất là nên có một dãy điện cho mỗi môi trường, nhưng điều này không thực tế vì nó đòi hỏi vô số thử nghiệm Thậm chí sau đó nó có thể không giúp ích gì trong việc dự đoán định lượng về sự ăn mòn điện.
Anode hy sinh
Thực tế là thành phần cathode trong cặp điện vẫn không bị ăn mòn được sử dụng để bảo vệ cấu trúc hoặc bộ phận bằng cách biến nó thành cực âm Điều này được thực hiện bằng cách ghép cấu trúc hoặc phủ nó bằng một kim loại kém quý hơn Cực dương bảo vệ cấu trúc bằng cách hy sinh tuổi thọ của nó thông qua sự hòa tan ưu tiên, do đó có tên là “cực dương hy sinh” Thân tàu làm bằng thép được bảo vệ bằng cách chèn các khối magie vào các vị trí Sự bảo vệ như vậy được gọi là bảo vệ cathode.
Mạ kẽm là biện pháp bảo vệ phổ biến cho các bộ phận thép Một lớp kẽm được tạo ra trên thép bằng cách nhúng nóng vào kẽm nóng chảy Lớp này không bao giờ hoàn hảo Ngoài ra, sự cố hoặc nứt cục bộ của lớp xảy ra do hư hỏng cơ học. Tại những điểm gián đoạn này, chất ăn mòn tiếp xúc với cả thép và kẽm Kẽm làm cực dương hòa tan, để lại thép nguyên vẹn Mặc dù diện tích anode lớn nhưng tốc độ hòa tan chậm và điều này cũng đảm bảo tuổi thọ lớp phủ hợp lý Việc phủ thép bằng một kim loại quý hơn, chẳng hạn như thiếc, sẽ tạo ra tình huống ngược lại với cực dương nhỏ (thép) – cực âm lớn (thiếc) ở các điểm gián đoạn, tạo ra sự tấn công nhanh chóng vào thép (Hình 2.8).
Hình 2.8 Ăn mòn điện tại các điểm gián đoạn trong thép mạ thiếc và kẽm.
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng trong một số hệ thống, cực của một cặp đôi có thể đảo ngược Ví dụ, cặp sắt-kẽm ở một số vùng nước sinh hoạt sẽ đảo cực ở nhiệt độ trên 80°C Sản phẩm cathode hình thành trên kẽm rõ ràng đã gây ra sự đảo ngược này.
Biện pháp khắc phục
i Tránh ghép các kim loại cách xa nhau trong dãy điện. ii Nên tránh kết hợp cực dương nhỏ – cực âm lớn Các ốc vít phải có tính âm cho các bộ phận được gắn chặt. iii Bất cứ khi nào lớp phủ được áp dụng trên cặp điện, bộ phận cathode phải được phủ chứ không phải bộ phận anode Điều này là do bất kỳ sự gián đoạn nào trong lớp phủ trên thành phần anode sẽ chỉ tạo ra tỷ lệ cực dương/cực âm không thuận lợi. iv Bất cứ khi nào có thể, nên cung cấp vật liệu cách nhiệt giữa các kim loại khác nhau. v Các bộ phận anode có thể được làm dày hơn để đảm bảo tuổi thọ cao hơn, ví dụ: máy nước nóng có ống đồng và tấm ống thép nặng. vi Có thể lắp đặt anode kim loại thứ ba cho cả hai kim loại của cặp đôi.
Các ví dụ thực tế
Các ví dụ thực tế về ăn mòn điện rất đa dạng và phổ biến Sự ăn mòn nhanh chóng của đinh tán và bu lông thép là hiện tượng phổ biến khi chúng được sử dụng để buộc chặt các tấm đồng hoặc Monel Việc tiếp xúc với đệm than chì đã dẫn đến hỏng trục bơm bằng thép hoặc thân van Dây nhôm dùng thay thế dây đồng để nối cực dương phụ (gang có hàm lượng silicon cao) trong hệ thống bảo vệ cathode dòng điện cưỡng bức bị hỏng nhanh chóng.
Tỷ lệ ăn mòn điện đôi khi được gây ra bởi các nguồn không mong muốn Đồng hòa tan từ thượng nguồn có thể tạo thành các thành phần thép ở hạ lưu tạo thành các cặp điện tại chỗ Sự tiếp xúc ngẫu nhiên của đường dẫn nhiên liệu vernier làm bằng hợp kim nhôm với đường điều áp helium làm bằng thép không gỉ 301 trong tên lửa chạy bằng nhiên liệu lỏng đã dẫn đến sự hình thành rò rỉ trong ống nhôm khi tiếp xúc với môi trường biển 16 tháng.
Sự cố của hệ thống phun nước tự động là do sự kết hợp kim loại không tương thích và tỷ lệ diện tích không thuận lợi Hệ thống này có một tấm đồng làm bằng hợp kim đồng đúc được giữ cố định bằng một chốt kẹp làm bằng sắt dẻo (Hình 2.9) Môi sắt dẻo ở điểm tiếp xúc đã bị ăn mòn đến mức chỉ sau 21 tháng sử dụng và bị hỏng do biến dạng dẻo Việc thay thế vật liệu chốt bằng đồng silicon đã ngăn chặn sự ăn mòn điện vanic và các chốt được báo cáo là ở tình trạng tốt sau hơn 14 năm sử dụng.
Hình 2.9 Sơ đồ minh họa hệ thống phun nước trong đó chốt sắt dẻo bị hỏng do
Hình 1.1 Phản ứng điện hóa xảy ra khi ăn mòn kẽm trong acid chlohydric không có không khí 2
Hình 1.2 Phản ứng điện hóa xảy ra khi ăn mòn kẽm trong acid clohydric sục khí 5
Hình 1.3 Phản ứng khử hydro dưới sự kích hoạt có kiểm soát
( đã được đơn giản hóa ) 7
Hình 1.4 Phân cực nồng độ trong quá trình khử hydro 8 Hình 1.5 Tốc độ ăn mòn kim loại là hàm số của khả năng oxy hóa dung dịch (thế điện cực) 9
Hình 1.6 Đặc tính ăn mòn của kim loại chủ động-thụ động là hàm số của khả năng oxy hóa dung dịch (thế điện cực).
Hình 1.7 Phản ứng điện hóa xảy ra trên cặp điện cực kẽm và bạch kim 11
Hình 2.1 Bể thép bỏ hoang bị rỉ sét 13
Hình 2.2 Mặt cắt của pin khô 13
Bảng 2.1 Loạt kim loại emf tiêu chuẩn 15
Bảng 2.2 Chuỗi điện hóa của một số kim loại và hợp kim thương mại trong nước biển 16
Bảng 2.3 Sự thay đổi trọng lượng của thép và kẽm ghép và không ghép 18
Hình 2.3 Hiệu ứng diện tích trên cặp thép-đồng (Công ty
Hình 2.4 Chi tiết kết cấu thép hàn và bể mạ không gỉ 20 Hình 2.5 Trạng thái ăn mòn của các cặp mạ kẽm-vàng và kẽm- bạch kim 23
Hình 2.5 Ảnh hưởng của tỷ lệ diện tích cực âm-cực dương đến sự ăn mòn điện của cặp kẽm-bạch kim 23 Hình 2.7 Trạng thái ăn mòn của hai kim loại bị ăn mòn trong cặp điện 24
Bảng 2.4 Chuỗi mạ điện của kim loại và hợp kim trong nước biển 26
Hình 2.8 Ăn mòn điện tại các điểm gián đoạn trong thép mạ thiếc và kẽm 27
Hình 2.9 Sơ đồ minh họa hệ thống phun nước trong đó chốt sắt dẻo bị hỏng do bị điện hóa 28
